Beth yw lled -ddargludydd?
Gadewch neges
Mae lled -ddargludyddion yn fath o ddeunydd gyda dargludedd rhwng dargludyddion ac ynysyddion, ac mae eu dargludedd yn newid yn sylweddol gydag amodau allanol. Mae'r nodwedd hon yn gwneud lled -ddargludyddion yn ddeunydd craidd y diwydiant gwybodaeth electronig fodern.
O safbwynt theori band, mae'r gwahaniaeth craidd rhwng dargludyddion, lled -ddargludyddion ac ynysyddion yn gorwedd yn eu gwahanol led bandgap. Ar dymheredd penodol, mae electronau ar fondiau cofalent yn dibynnu ar gyffro thermol i gael egni a datgysylltu o'r bond cofalent, gan ddod yn electronau heb led -led sy'n symud yn rhydd yn y grisial. Yr egni lleiaf sy'n ofynnol i dorri'n rhydd o fondiau cofalent yw lled y bandgap.
Hafnium, Fel y cymhwysiad pwysicaf a bron yn anadferadwy mewn lled -ddargludyddion, fe'i defnyddir i gynhyrchu'r haen dielectrig giât mewn maes lled -ddargludyddion ocsid metel - effaith transistorau (mosfets), yn benodol ar ffurf ei ocsid - Hfsio) (hfsidides.
Pam mae'n rhaid iddo fod yn hafnium? -Datrys problem hen ganrif "Gollwng Gate"
Cyn y nod technoleg 45nm, roedd haen dielectrig giât y transistor wedi'i gwneud o silicon deuocsid (SIO ₂). Wrth i faint transistorau barhau i grebachu, rhaid gwneud yr haen silicon deuocsid hefyd yn denau iawn (dim ond ychydig o haenau atomig o drwch), ond mae hyn yn arwain at broblem angheuol: effaith twnelu cwantwm.
Problem: Ni all yr haen SIO ₂ hynod denau rwystro electronau yn effeithiol, gan arwain at ollyngiadau cyfredol o'r giât i'r sianel. Bydd hyn yn achosi cynnydd sydyn yn y defnydd o bŵer sglodion, cynhyrchu gwres difrifol, a diwedd cyfraith Moore.
Datrysiad: Defnyddiwch ddeunyddiau "uchel - k" yn lle SIO ₂. Yn ôl deddf cynhwysedd, gall defnyddio deunyddiau - k uchel gyda thrwch corfforol mwy trwchus ond yr un "trwch cyfwerth trydanol" gadw rheolaeth dros y sianel wrth rwystro cerrynt gollyngiadau yn effeithiol.
Hafnium ocsid (HFO ₂) yw'r dewis eithaf oherwydd ei briodweddau cynhwysfawr unigryw:
Cyson dielectrig uchel (gwerth k): Mae gwerth k HFO ₂ tua 25, yn llawer uwch na'r 3.9 o SIO ₂. Mae hyn yn golygu y gellir ei wneud yn gorfforol fwy trwchus, gan atal cerrynt gollyngiadau giât yn effeithiol a achosir gan dwnelu cwantwm a lleihau'r defnydd o bŵer yn sylweddol.
Sefydlogrwydd Thermol Da: Gall HFO ₂ fondio'n dda â swbstradau silicon a chynnal sefydlogrwydd strwythurol yn ystod prosesau tymheredd - uchel dilynol, heb grisialu nac adweithiau niweidiol gyda silicon.
Newid band priodol: Mae digon o ddargludiad a shifft band falens rhwng HFO ₂ a silicon, a all ffurfio rhwystr ynni da a blocio cludwyr gwefru i bob pwrpas.
Yn gydnaws â'r prosesau presennol: Er ei fod yn ddeunydd newydd, gellir adneuo HFO ₂ gydag ansawdd uchel, unffurfiaeth a chydymffurfiaeth trwy ddyddodiad haen atomig (ALD), technoleg sy'n gydnaws â phrosesau CMOS, i ddiwallu anghenion cynhyrchu graddfa - fawr.
Arweinydd: Yn y band ynni, nid yw'r band falens yn gorgyffwrdd â'r band dargludiad neu'r band falens wedi'i lenwi'n llwyr ag electronau, gan arwain at nifer fawr o electronau sy'n symud yn rhydd a dargludedd cryf.
Lled -ddargludyddion: Mae'r band falens yn y band ynni wedi'i lenwi ag electronau, ond mae lled y bandgap yn gymharol fach. Yn Absolute Zero, mae lled -ddargludyddion yn ddargludol -. Pan fydd y tymheredd yn codi neu os oes golau, mae nifer fach o electronau yn y band falens yn gyffrous i'r band dargludiad, gan adael tyllau yn y band falens. O dan weithred maes trydan allanol, gall electronau a thyllau gymryd rhan mewn dargludiad.
Insulator: Mae'r band falens yn y band ynni wedi'i lenwi ag electronau, ond mae lled y bandgap yn fawr. Ar dymheredd yr ystafell, ni all bron unrhyw electronau fod yn gyffrous i'r band dargludiad, felly mae'r dargludedd yn wael iawn.
Mae'r genhedlaeth gyntaf o ddeunyddiau lled -ddargludyddion yn cyfeirio'n bennaf at ddeunyddiau lled -ddargludyddion fel germaniwm (GE) a silicon (Si), a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer gwahanu dyfeisiau a gweithgynhyrchu sglodion. Yn y 1950au, roedd Germaniwm yn dominyddu'r diwydiant lled -ddargludyddion. Ar ddiwedd y 1960au, disodlodd silicon germaniwm yn raddol ac fe'i defnyddiwyd yn helaeth. Mae gan Silicon lawer iawn o gronfeydd wrth gefn eu natur. Gydag aeddfedrwydd cynyddol technoleg paratoi wafer silicon graddfa fawr -, mae prosesau gweithgynhyrchu sglodion wedi'u seilio ar silicon -, silicon - technoleg sglodion wedi'i seilio wedi datblygu'n gyflym ar hyd cyfraith Moore, gan ffurfio diwydiant sglodion enfawr. Mae'r mwyafrif o sglodion y dyddiau hyn yn silicon - sglodion wedi'u seilio, fel CPUs, GPUs, cof, FPGAs, ac ati.
Mae'r ail genhedlaeth o ddeunyddiau lled -ddargludyddion yn cyfeirio'n bennaf at ddeunyddiau lled -ddargludyddion cyfansawdd, megis gallium arsenide (GAAs), antimonide indium (Insb), ac ati. O'i gymharu â silicon, mae gan ddeunyddiau lled -ddargludyddion cyfansawdd bandgap mawr, crynodiad cludwr isel, gwrthiant optoelcronig da. Fe'u defnyddir yn bennaf i gynhyrchu cyflymder uchel -, amledd uchel -, dyfeisiau electronig luminescent pŵer uchel - ac fe'u defnyddir yn helaeth mewn meysydd fel cyfathrebu microdon, cyfathrebu lloeren, cyfathrebu optegol, cyfathrebu optoelectronig, caniatâd Optelectronic. Fodd bynnag, mae deunyddiau lled -ddargludyddion cyfansawdd yn brin iawn, gyda phroblemau fel diffygion lefel ddwfn, anhawster wrth baratoi wafferi mawr - maint, prisiau uchel, a gwenwyndra, sy'n cyfyngu ar gymhwyso deunyddiau lled -ddargludyddion cyfansawdd i raddau.
Cynrychiolir y trydydd - deunyddiau lled -ddargludyddion cenhedlaeth yn bennaf gan carbid silicon (sic), gallium nitrid (GAN), a sinc ocsid (ZnO), sydd â nodweddion bandgap eang, ac felly fe'u gelwir hefyd yn ddeunyddiau lled -ddargludyddion bandgap eang. Mae gan ddeunyddiau lled -ddargludyddion bandgap eang nodweddion megis cryfder maes chwalu uchel, cyflymder electron dirlawnder uchel, dargludedd thermol uchel, dwysedd electron uchel, a symudedd uchel. Fe'u defnyddir yn helaeth wrth weithgynhyrchu gwrthsefyll tymheredd {- uchel, amledd uchel -, pŵer - uchel, a dyfeisiau electronig sy'n gwrthsefyll ymbelydredd, yn bennaf mewn goleuadau lled -ddargludyddion, cyfathrebu 5G, cyfathrebu lloeren, cyfathrebu optegol, cyfathrebu arall, aerospa.
Mae gan ddeunyddiau lled -ddargludyddion y bedwaredd genhedlaeth fandgap ultra eang a chryfder maes chwalu uwch na lled -ddargludyddion y drydedd genhedlaeth, megis gallium ocsid (GA2O3), nitrid alwminiwm (AIN), diemwnt (C), ac ati, felly fe'u gelwir yn ddeunyddiau lled -ddargludyddion bandgap ultra eang. Gall deunyddiau lled -ddargludyddion bandgap ultra eang wrthsefyll folteddau a phwerau uwch, gan eu gwneud yn addas ar gyfer gweithgynhyrchu dyfeisiau electronig pŵer uchel - a dyfeisiau electronig RF - uchel. Fodd bynnag, mae cynhyrchu'r deunyddiau hyn yn anodd, ac nid yw'r broses weithgynhyrchu yn aeddfed eto. Er enghraifft, gellir paratoi - Ga2O3 gyda n - math Ga2O3 trwy ddopio elfennau rhoddwr fel Si, GE, a Sn. Fodd bynnag, oherwydd y band falens gwastad, màs mawr effeithiol, ffurfio tyllau hunan -gaeth yn hawdd, ac effaith hunan -iawndal - mae deunydd Ga2O3 ei hun, p - math o dopio yn anodd ei gyflawni, gan ei gwneud yn amhosibl paratoi cyforion pn homogenaidd delfrydol.
Mae Shaanxi Zhongheng Weichuang Metal Materials Co, Ltd., fel gwneuthurwr deunydd Hafnium blaenllaw ac allforiwr byd -eang yn Tsieina, bob amser wedi ymrwymo i ddarparu ansawdd - uchel ac uchel {- cynhyrchion purdeb Hafnium purdeb. Rydym yn mynnu gweithredu integredig o gynhyrchu i werthiannau, heb unrhyw gysylltiadau canolradd, er mwyn sicrhau y gallwch gael cynhyrchion dibynadwy a gyflenwir yn uniongyrchol o'r ffynhonnell am y pris mwyaf cystadleuol.
Mae'r cwmni'n rheoli pob proses gynhyrchu yn llym, ac mae pob deunydd Hafnium yn cwrdd â safonau rhyngwladol gydag ansawdd cadarn a gwarantedig. Mae gennym dîm gwasanaeth cwsmeriaid proffesiynol sydd bob amser ar -lein i ymateb i'ch anghenion, gan ddarparu gwasanaethau di -bryder trwy gydol y broses gyfan o ymgynghori technegol i ar ôl - cefnogaeth werthu, gan sicrhau cydweithrediad llyfn a thawelwch meddwl wrth gaffael.
Os oes gennych unrhyw anghenion, mae croeso i chi ymholi:
E -bost:zhwcjs2022@163.com
Mae Shaanxi Zhongheng Weichuang Metal Materials Co, Ltd. yn barod i greu gwerth gyda chwsmeriaid byd -eang trwy gynhyrchion rhagorol a gwasanaethau diffuant, a gweithio gyda'i gilydd i ennill canlyniadau ennill - ennill!
